[發明專利]LED裝置中的低折射率間隔層

有效

• 申請號: 200980118291.1
• 申請日: 2009-03-11
• 公開（公告）號: CN102037577A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: A·查克拉博爾蒂
• 申請（專利權）人: 克里公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙華偉

發明背景

發明領域

本發明涉及LED裝置，而更準確地說，涉及具有低折射率間隔層的LED裝置和制造這些裝置的方法。

相關技術說明

固態發光裝置，如無機或有機發光二級管(LEDs)，將能轉變成光并廣泛地用于許多應用。如該領域的技術人員眾所周知，無機固態裝置一般包括一個或多個半導體材料的激活區，所述激活區置于對置的摻雜區之間。當橫過摻雜區加一偏壓時，就發生電子-空穴復合作用以便產生光，且光從激活區朝LED的所有表面中的全向路線發射。常規的LED可以包括反射器和/或鏡面，以便將所發射的光導向所需的方向。

由LED所發射的顏色或波長主要依賴于所述顏色或波長由其產生的材料的性能，如激活區的帶隙。LEDs已建造成發射在可見光譜的顏色范圍內的光，所述光包括紅光、黃光、綠光、和藍光。另一些LEDs在電磁譜的紫外(UV)范圍中發射。經常理想情況是將磷光體加到LED中，以便在光發射之前通過將從LED發射的一部分光轉變來制作發射光譜。例如，在某些藍LED中，將一部分藍光“降頻轉換(downconvert)”到黃光。因此，LED發射藍光和黃光的組合，以便產生對人眼顯示白光的光譜。如本文所用的，術語“磷光體”一般用來表示任何光致發光材料。

磷光體已設在LED結構內各種不同的區域中。例如，磷光體可以分散在圓頂形封裝劑的內部和/或涂敷在該圓頂形封裝劑的外部，所述封裝劑覆蓋裝置。磷光體可以遠離發光模具設置，如美國專利No.7286926中所表明的。磷光體也可以涂敷或沉積在模具自身上。一些技術經常用來加入磷光體，所述技術包括電泳沉積、模板印刷、旋涂或噴涂等。另一種技術使用磷光體分散法，此處可以將其中含有磷光體的一滴材料，如環氧樹脂、硅酮封裝劑等，放置在模具上，并因此以便在模具上形成外殼。這有時稱之為“滴頂”(glob?top)法。在另一種技術中，可以將含磷光體的材料滴放置在模具上并令其沉降。這種技術可以稱之為“遠程沉降法”(remote?setteling)。

許多應用要求LED發射白光。如本文所用的，術語“白光”在一般意義上使用，并包括不同的個人或檢測器可以覺察為朝例如黃光或藍光方向具有淺色調的光。如上所述，某此常規LED裝置將黃磷光體結合在藍LED上，以便得到白光。從LED發射的藍光的一部分穿過磷光體而不轉變，而所發射的藍光的一部分降頻轉換到黃光。逸出發光裝置的藍光和黃光的組合提供白光輸出。

LED已制造成包括若干另外的功能特色，例如，像反射/折射層、透鏡和光散射元件。某些LED包括下述表面，該表面已形成紋理，以便通過減少在各種不同材料界面處的全內反射來增加光提取作用。在該技術中眾所周知的許多另外的功能特色可以組合，以便建造具有特定特征的LED。

圖A示出眾所周知的LED裝置10。LED芯片11設在安裝面12上。一層波長轉換材料13圍繞LED芯片11。封裝劑14覆蓋LED芯片11和轉換層13。LED芯片具有一有紋理的發射表面15，該有紋理的發射表面15通過抵銷折射率降低的作用來幫助提取在LED芯片11和轉換層13的界面處的光。從LED芯片11發射的光的一部分在轉換層13的內部、在與封裝劑的界面處，或者在封裝劑14內，背向有紋理的表面12反射或后向散射。由于有紋理的表面12與界面處折射率的升高耦合，所以，該入射光的主要部分重新進入LED芯片11，在該處入射光可以被吸收，從而降低了裝置10的光提取效率。

發明提要

本發明的LED裝置和一個實施例包括下列元件。LED芯片設在安裝面上。LED芯片具有一有紋理的發光表面和第一折射率。間隔層設在LED芯片上并覆蓋發光表面。間隔層具有第二折射率，該第二折射率小于第一折射率。至少一個功能層設在間隔層上。

LED裝置的另一個實施例包括下列元件。LED芯片設在安裝面上，并具有一有紋理的發光表面和第一折射率。LED芯片發射藍光。間隔層設在LED芯片上，并覆蓋發光表面。間隔層具有一平表面和第二折射率，所述平表面與LED芯片相對，而第二折射率小于第一折射率。波長轉換層設在間隔層上。波長轉換層轉換一部分藍光并發射黃光。封裝劑設在安裝面上，并覆蓋LED芯片。LED裝置這樣建造，以便發射藍光和黃光的組合，因此該組合顯示白光。